黃 凌

（廣州市交通運(yùn)輸職業(yè)學(xué)校）

一、引言

半軸是用于傳遞轉(zhuǎn)矩并以此來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)重要的部件，是拖拉機(jī)得以正常前進(jìn)的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，拖拉機(jī)半軸的裝配質(zhì)量直接會(huì)對(duì)拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)產(chǎn)生很大的影響。特別是在維修裝配過(guò)程中，涉及裝配質(zhì)量的環(huán)節(jié)和因素眾多，如裝配過(guò)程中的工序安排、裝配流程、工裝選擇等。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這些因素和環(huán)節(jié)必須要在設(shè)備維修前進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，以避免裝配質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生，而在工裝的選擇和使用上卻往往很容易被忽視，本文以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一套專用的拖拉機(jī)半軸裝配方案。相對(duì)于傳統(tǒng)的裝配方案，該裝配方案不僅降低了維修裝配工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，還使得裝配效率和裝配質(zhì)量獲得大幅度的提升。

二、拖拉機(jī)半軸裝配故障的產(chǎn)生及原因

某品牌工農(nóng)K-12 型拖拉機(jī)在半軸維修裝配后，行駛時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)前輪竄動(dòng)，特別是在轉(zhuǎn)彎時(shí)竄動(dòng)幅度最大，并隨著行駛速度的提高，竄動(dòng)幅度變大，同時(shí)還感覺到變速箱發(fā)出的噪音也隨著轉(zhuǎn)速的提高而不斷增大。重新拆開半軸，發(fā)現(xiàn)連接半軸的滾動(dòng)軸承已損壞。由于半軸是由許多個(gè)零件組成的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的裝配體，該裝配環(huán)節(jié)一般包括制動(dòng)、連接以及定位等零件裝配，因此造成故障的因素也較為復(fù)雜。拖拉機(jī)在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，由于內(nèi)外半徑會(huì)有所差別，因此內(nèi)外輪轉(zhuǎn)速會(huì)不一樣，如果兩個(gè)輪連在一個(gè)軸上的話，就會(huì)在拖拉機(jī)轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中出現(xiàn)輪胎摩擦。為了避免這種情況，就會(huì)將拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)軸分成兩部分，使用兩個(gè)半軸來(lái)分別控制相應(yīng)的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并且將兩個(gè)車輪連接起來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)車輪在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候可以具有不同的轉(zhuǎn)速，還在兩個(gè)半軸之間裝一個(gè)差動(dòng)變速器來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此半軸在行使過(guò)程中的受力也是最大的。通過(guò)詢問(wèn)維修師傅并研究裝配的過(guò)程，由于半軸的裝配過(guò)程主要是通過(guò)敲擊的方案進(jìn)行安裝的，如圖1 所示。分析軸承損壞的程度，從中可以發(fā)現(xiàn)軸承的滾珠損壞較為嚴(yán)重，并且保持架也出現(xiàn)斷裂。通過(guò)分析半軸在敲擊時(shí)的受力情況，可判斷半軸在被敲擊時(shí)產(chǎn)生的推力是先傳遞到軸承的內(nèi)圈，再由內(nèi)圈通過(guò)滾珠和保持架把力傳遞到軸承的外圈，軸承外圈是間接受力才被裝配到箱體內(nèi)的?？梢娫撗b配方案既不科學(xué)又容易損壞部件，能否選擇其他裝配方法進(jìn)行有效且又比較安全的方案呢？

圖1 直接敲擊裝配

三、拖拉機(jī)半軸裝配專用工具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用

1.設(shè)計(jì)原則

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行拖拉機(jī)半軸裝配的過(guò)程中，首先要選用科學(xué)的方法來(lái)對(duì)其裝配流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得裝配效率提升的同時(shí)保證半軸裝配的質(zhì)量；要避免軸承滾珠先受力，最好的方法是使軸承的內(nèi)外圈同時(shí)受力；在符合維修環(huán)境的實(shí)際情況下，專用工具能夠被實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)；要采用較為成熟的裝配工藝，合理安排工序，來(lái)達(dá)到在節(jié)約成本的同時(shí)提高生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量；要根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)采取一定的設(shè)備，對(duì)于工人要進(jìn)行培訓(xùn)使得其能夠熟練地進(jìn)行裝配工作；要能采用預(yù)訂標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間來(lái)對(duì)裝配過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行時(shí)間的限定；裝配車間要進(jìn)行裝配車間的平面布局，并且考慮到工人的操作空間，零件的操作以及零件的放置和員工通道等，對(duì)于工位的配置要盡量的合理，便于員工進(jìn)行操作，做好各個(gè)環(huán)節(jié)的合理操作；在工作安排的過(guò)程中要做到各項(xiàng)工作有條不紊地進(jìn)行，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)所用的時(shí)間都不能超過(guò)每個(gè)環(huán)節(jié)所規(guī)定的時(shí)間，在每個(gè)環(huán)節(jié)所用的時(shí)間中還要注重減少工人的強(qiáng)度，注意工人的安全。

2.設(shè)計(jì)方案

在避免敲擊的前提下，應(yīng)優(yōu)先采用液壓壓入或者螺紋壓入為助力方案。一般采用液壓為助力方案的設(shè)備較為復(fù)雜，造價(jià)較高，不利于維修工具的推廣，而選用螺紋壓入的助力方案結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，便于日常維修使用；又分析半軸的大小和長(zhǎng)度，應(yīng)優(yōu)先考慮使用梯形螺紋結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿锹菁y結(jié)構(gòu)不利于受力，在受力較大時(shí)，螺紋容易變形，多次使用后很容易造成螺紋損壞，而且梯形螺紋還能夠便于拆卸和安裝，使用較為方便和省力。工裝模型見下表所示。使用時(shí)，先將四個(gè)固定螺栓旋到箱體上，再把半軸組件放進(jìn)專用工裝內(nèi)，工裝上的四爪與四個(gè)固定螺栓牢固連接，再順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)工裝兩端的手柄，工裝的前端平面與連接半軸的軸承內(nèi)外圈緊密接觸，在工裝轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中逐漸把軸承壓入到箱體內(nèi)。

表 工裝模型結(jié)構(gòu)

3.實(shí)際應(yīng)用

某品牌工農(nóng)K-12 型拖拉機(jī)半軸裝配方案如圖2 所示，該設(shè)計(jì)方案的工序共7 道，每道工序是相互關(guān)聯(lián)，相互影響的。在實(shí)際操作的過(guò)程中，半軸內(nèi)部各種關(guān)鍵部件中要加入潤(rùn)滑油，防止在半軸運(yùn)作的時(shí)候出現(xiàn)機(jī)械故障，在裝配過(guò)程中，工具和零件擺放位置要分開，工具每使用一次要及時(shí)歸位放置，零件擺放不能出現(xiàn)凌亂或堆疊，以免出現(xiàn)碰撞，造成零件的損傷，影響裝配質(zhì)量；為了便于工人進(jìn)行裝配操作，本裝配方案最好能將裝配過(guò)程中所用到的所有的器件安置在傳送帶內(nèi)部，使得工人能夠比較舒適地進(jìn)行工作，另外還要考慮工人的平均身高，合理設(shè)置傳送帶的高度。在勞動(dòng)強(qiáng)度較大的環(huán)節(jié)周圍要多放置一些運(yùn)輸工具，如：放置一定數(shù)量的小車。在相應(yīng)的位置保留一定的空隙，防止在裝配過(guò)程中出現(xiàn)半軸的累積。

在裝配的過(guò)程中必須嚴(yán)格按照以下步驟和注意事項(xiàng)進(jìn)行裝配操作：

操作步驟：

（1）用專用工具將滾動(dòng)軸承（內(nèi)圈受力）壓入半軸的軸肩位置，形成半軸組件，共兩組；

（2）用專用工具將骨架自緊油封和骨架自緊油封按順序、方向壓入半軸軸承蓋上，形成半軸軸承蓋組件，共兩組；

（3）把末端傳動(dòng)被動(dòng)齒輪和半軸隔套放入箱體，用半軸組件從外到內(nèi)按順序穿入；

（4）用專用工裝壓住滾動(dòng)軸承（內(nèi)外圈共同受力），將半軸引入箱體（先安裝一邊）；

（5）按順序放入調(diào)整墊片，旋入半軸軸承蓋組件，并使用專用工具把螺栓和彈簧墊圈鎖緊在箱體上；

（6）在另一邊用專用工具將滾動(dòng)軸承（內(nèi)外圈共同受力）裝入半軸的軸端上，再放入軸承隔套和另一個(gè)滾動(dòng)軸承，并安裝到位；

（7）安裝第二根半軸，參照步驟（3）（4）（5）。

注意事項(xiàng)：

（1）半軸各部分拆裝時(shí)不能直接或間接地敲擊。

（2）各個(gè)步驟的軸承在安裝時(shí)要正確使用工具和嚴(yán)格按照合理的操作規(guī)范。

（3）半軸軸承蓋不能直接推入半軸上，必須旋入。

（4）半軸軸承蓋上的螺栓擰緊工藝必須要按1、3、2、4 的順序進(jìn)行。（5）油封不能反向安裝，緊貼軸承蓋，油封內(nèi)的彈簧不能脫出。（6）紙墊兩面都必須均勻涂上潤(rùn)滑脂。

（7）不能用半軸軸承蓋強(qiáng)行壓入軸承等組件。

（8）在裝配的過(guò)程中要盡量保持各個(gè)環(huán)節(jié)自身的操作時(shí)限，避免多余的操作或動(dòng)作，減少裝配時(shí)間。

（9）嚴(yán)格規(guī)范各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間以及整個(gè)裝配過(guò)程的總體流程，使得整個(gè)裝配系統(tǒng)的資源以及設(shè)備都能夠得到充分的利用，使整個(gè)裝配的各道工序和環(huán)節(jié)能夠更加合理。

圖2 使用工裝間接裝配

四、結(jié)論

拖拉機(jī)半軸在維修裝配工藝上一直是該產(chǎn)品生產(chǎn)的一個(gè)瓶頸，由于拖拉機(jī)半軸的組成結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以在裝配的過(guò)程中一直存在效率及裝配質(zhì)量的問(wèn)題，通過(guò)研究并使用專用工裝對(duì)半軸進(jìn)行裝配的方案是比較合理和有效的，而使用敲擊的形式來(lái)完成裝配的傳統(tǒng)方式對(duì)零部件造成的損壞是很嚴(yán)重的，也是很不合理的。在采用以專用工裝為輔助手段的新型裝配方案，能夠有效地解決拖拉機(jī)半軸的裝配質(zhì)量問(wèn)題，也便于維修裝配工具的大批量生產(chǎn)問(wèn)題，在保證半軸裝配質(zhì)量的前提下，獲得裝配效率的大幅度提升，并大大減輕維修勞動(dòng)人員的工作難度和強(qiáng)度。

[1]董杰.工藝文件編制與管理.上海交通大學(xué)出版社，1989.

[2]王福壽.工藝尺寸鏈.國(guó)防工業(yè)出版社，1974.

[3]工藝手冊(cè)編寫組.工藝手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1979.

[4]劉德忠.裝配自動(dòng)化.機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[5]張洪源.汽車技術(shù)使用實(shí)習(xí)教材.人民交通出版社，1992.